KEY PAPERS
重要论文
跨领域精选的无人机检测常被引用的研究,附阅读范围、发现和局限。
Selection: started from a candidate list of widely cited UAV-inspection papers across eight topic areas (review, crack/defect detection, photogrammetry/3D, GNSS-denied navigation, contact inspection/aerial manipulation, thermal, radar/LiDAR, coverage planning) and verified each by DOI. Web search quota was exhausted early in the session, so candidates were confirmed through bibliographic APIs: OpenAlex works endpoint (api.openalex.org/works/doi:<DOI>, field cited_by_count = citing works indexed in OpenAlex), OpenAlex search endpoint for papers whose DOI was unknown, Crossref (api.crossref.org/works/<DOI>, is-referenced-by-count = citations deposited with Crossref by publishers), and Semantic Scholar Graph API (citationCount) where used for abstracts. All counts were retrieved on 2026-10-22; counts differ between indexes because of coverage. Selection is by citation count within each topic area, not a single global top-30, so that every topic is represented; high-citation general papers (e.g. photogrammetry reviews) were kept only where they are standard references for inspection work. Full-text reading was possible only for open-access pages that the fetch tool could open (MDPI, SpringerOpen, IEEE OA, etc.); ScienceDirect and some Wiley pages blocked automated access, so those are marked abstract. Summaries are the author's own words; no third-party text copied. Retrieval notes: citation counts are OpenAlex cited_by_count for all 30 items; Crossref is-referenced-by-count and Semantic Scholar citationCount were retrieved only for some items (null where not retrieved) because the shared fetch budget was limited. Abstracts came from Semantic Scholar, from Crossref, or reconstructed from OpenAlex abstract_inverted_index. Highly cited candidates were dropped when neither the abstract nor the body could be opened (publisher or index abstract missing or blocked): Nex & Remondino 2014 (10.1007/s12518-013-0120-x, OpenAlex 1864), Rakha & Gorodetsky 2018 (10.1016/j.autcon.2018.05.002, 460), Seo et al. 2018 (10.1016/j.autcon.2018.06.006, 373), Tsanakas et al. 2016 (10.1016/j.rser.2016.04.079, 371), Omar & Nehdi 2017 (10.1016/j.autcon.2017.06.024, 265), Khaloo et al. 2018 (10.1080/15732479.2017.1330891, 217), Bircher et al. 2016 Autonomous Robots (10.1007/s10514-015-9517-1, 191). Where they were dropped, the most cited readable paper in the same area was used instead, found with OpenAlex filtered searches sorted by cited_by_count (e.g. title_and_abstract.search for 'UAV inspection bridge', 'UAV LiDAR power line inspection', 'UAV thermal infrared photovoltaic inspection'). Ground-penetrating radar from UAVs was searched (OpenAlex title search 'ground penetrating radar UAV') but the most cited results were landmine or soil studies, not infrastructure, so no GPR paper is included; the radar-lidar topic is covered by LiDAR papers. Cha et al. 2017 and 2018 are included as foundational crack/damage-detection work although their abstracts do not describe UAV imagery.
没有结果。请试试更短的词。
detection · 2017 · 引用次数 3,213
Deep Learning-Based Crack Damage Detection Using Convolutional Neural Networks
提出一种无需人工设计特征即可检测混凝土裂缝的 CNN 分类器,在约 4 万张 256x256 图像块上训练,并通过滑动窗口应用于大幅照片。在一座未用于训练的结构的高分辨率照片上测试,包括眩光、阴影和发丝裂缝,其表现优于 Canny 和 Sobel 边缘检测。摘要中未提及无人机影像;这是一项地面相机研究,后来的无人机裂缝检测工作以此为基础。
photogrammetry · 2014 · 引用次数 2,958
Unmanned aerial systems for photogrammetry and remote sensing: A review
回顾无人航空系统在摄影测量与遥感领域的发展历程。文章认为,低成本的现成设备结合计算机视觉、机器人学和地理信息技术,即使使用价格仅几百欧元的相机,也能达到厘米级的分辨率和精度。在历史和法规之后,文章介绍了平台、传感器、导航、定向和处理方面的进展,重点关注纳米级、微型和小型无人航空系统。
review · 2019 · 引用次数 2,335
Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): A Survey on Civil Applications and Key Research Challenges
一篇关于民用无人机用途的广泛综述,涵盖监视、无线覆盖、遥感、救援、配送、农业和结构巡检。文章预计民用基础设施将引领无人机的应用,并引用了超过 450 亿美元的市场价值。它归纳了三项贯穿各领域的挑战,即充电、避碰与集群,以及网络与安全,并为每项挑战勾勒了待解决的问题。
detection · 2018 · 引用次数 1,540
Autonomous Structural Visual Inspection Using Region-Based Deep Learning for Detecting Multiple Damage Types
将 Faster R-CNN 目标检测改造为可同时识别多种损伤类型,而不仅限于裂缝:混凝土裂缝、中度和重度钢材锈蚀、螺栓锈蚀以及钢材分层。在带标注的图像集上训练后,其单张图像的处理速度足以支撑基于视频的损伤检测框架。摘要中并未将其定位为无人机研究。
review · 2019 · 引用次数 1,193
Advances in Computer Vision-Based Civil Infrastructure Inspection and Monitoring
一篇关于利用相机和无人机对民用基础设施进行非接触评估的综述,融合了计算机视觉、机器学习和结构工程。文章将该领域分为巡检(构件识别、局部和整体损伤、相对于基准的变化检测)和监测(静态应变和位移、用于模态分析的动态位移)。它将目标界定为自动把原始影像转化为可据以行动的信息,并列出了实现完全自动化仍面临的障碍。
review · 2015 · 引用次数 1,056
A review on computer vision based defect detection and condition assessment of concrete and asphalt civil infrastructure
综述针对钢筋混凝土桥梁、预制隧道衬砌、埋地混凝土管道和沥青路面的计算机视觉缺陷检测与状态评估。文章的结论是,大多数相关缺陷都可以自动检测,但缺陷属性的自动提取和状态评级尚未实现。文章为土木工程和计算机科学两类读者分别列出了待解决的问题。
detection · 2020 · 引用次数 775
Detection of Power Line Insulator Defects Using Aerial Images Analyzed With Convolutional Neural Networks
提出一种级联 CNN,先在航拍图像中定位绝缘子,再在其中检测缺陷,将任务拆分为两个检测层级。由于航拍背景杂乱,早期基于人工特征或浅层方法只能在狭窄条件下奏效。缺陷图像稀缺的问题通过仿射变换、分割后粘贴到新背景、高斯模糊和亮度变化来解决。
planning · 2016 · 引用次数 627
Receding Horizon "Next-Best-View" Planner for 3D Exploration
提出一种用于空中机器人自主探索和测绘未知空间的路径规划器。它在线生长一棵随机树,选择能观测到最多未测绘空间的分支,只执行其第一条边,然后重复,最终探索整个空间。该方法针对有限的机载计算能力设计,已在仿真和真实微型飞行器上验证,复杂度分析表明它能扩展到大型复杂环境。
review · 2018 · 引用次数 596
Automatic autonomous vision-based power line inspection: A review of current status and the potential role of deep learning
综述输电和配电线路目视巡检的自动化,并提出一个以无人机、光学影像和深度学习为核心的构想。徒步巡线和直升机巡检缓慢、昂贵且危险,而早期的自动化直升机和沿线爬行机器人因精度要求严苛而未被广泛采用。文章讨论了用于无人机导航和巡检的深度视觉,以及相关挑战与可能的解决方案。
planning · 2019 · 引用次数 577
Survey on Coverage Path Planning with Unmanned Aerial Vehicles
综述无人机的覆盖路径规划,即规划能够对整个区域进行成像或测量的路径。文章按区域形状(矩形、凸形、凹形、不规则、含禁飞区)和分解方式(无分解、精确单元分解、近似网格分解)对方法进行分类。往返式和螺旋式等模式在路径长度、时间、转弯次数和能耗上进行了比较,其中转弯和风被指出是主要的能耗来源。
contact · 2018 · 引用次数 529
Aerial Manipulation: A Literature Review
一篇关于空中操作的文献综述。空中操作将飞行平台的机动性与机械臂的能力结合起来,文章主要从技术和控制的角度加以组织,也简要涉及通用空中机器人和空间操作。它是研究能够触碰、探测或作业于结构物的无人机的常见入门文献。
review · 2016 · 引用次数 505
Visual monitoring of civil infrastructure systems via camera-equipped Unmanned Aerial Vehicles (UAVs): a review of related works
综述搭载相机的无人机对施工现场和既有基础设施的监测,分为数据采集、分析和可视化三个阶段。采集涵盖航线规划与自主飞行,分析以基于图像的三维重建(结合或不结合 BIM)为核心,可视化涵盖 AR 和网页点云工具。文章指出当时的实践仍依赖熟练飞手和 GPS 航点,并列举了实现自主飞行的具体障碍,如 GPS 信号丢失和钢结构附近的磁力计问题。
contact · 2022 · 引用次数 489
Past, Present, and Future of Aerial Robotic Manipulators
一篇关于空中机械臂的结构化综述,涵盖从直升机、标准多旋翼到搭载各类机械臂的多向推力飞行器。文章按推力特性(单向、多向、全驱动、过驱动、全向)对平台分类,并涉及工具与机械臂形态、柔顺性、协作、遥操作、感知和规划。应用包括储罐、管道、桥梁和工厂的接触式巡检以及阀门操作,文中指出的挑战是续航、安全、风中精度和可靠的自主性。
radar-lidar · 2016 · 引用次数 408
Remote sensing methods for power line corridor surveys
综述用于监测输电线路走廊(线路本身及周边植被)的遥感技术,涵盖卫星雷达、光学卫星和航空影像、热成像、机载激光扫描、移动测绘和无人机数据。导线提取是研究最多的任务,激光扫描或航空影像的报告精度超过 90%,但许多研究使用的数据集较小且缺乏数值化的质量分析。无人机被指出是一项发展迅速、值得更多关注的技术。
navigation · 2018 · 引用次数 386
Autonomous UAVs for Structural Health Monitoring Using Deep Learning and an Ultrasonic Beacon System with Geo-Tagging
构建一架以超声波信标代替 GPS 导航的无人机,使其能在桥梁下方等 GPS 不可靠的场所自主飞行,并与 CNN 裂缝检测相结合。检测到的损伤带有地理标签,因而可知其在结构上的位置。混凝土裂缝从自主飞行期间拍摄的视频中被检测出来。
photogrammetry · 2020 · 引用次数 305
Image-based crack assessment of bridge piers using unmanned aerial vehicles and three-dimensional scene reconstruction
解决无人机巡检桥墩裂缝时的两个问题:近距离照片同时存在透视畸变和曲面畸变,且每张照片覆盖的桥墩面积太小,难以确定裂缝位置。文章将飞行路径与拍摄策略、裂缝检测和三维重建整合为一个工作流程。将检测到的裂缝投影到三角网格三维模型上,既校正了两种畸变,又将每条裂缝定位在桥墩上;该方法在一座真实桥墩上通过误差分析得到验证。
detection · 2018 · 引用次数 275
Application of Crack Identification Techniques for an Aging Concrete Bridge Inspection Using an Unmanned Aerial Vehicle
在一座老化混凝土桥上测试一套流程,从商用无人机拍摄的照片中检测裂缝并测量其宽度和长度。裂缝由在小规模训练集上微调的 R-CNN 检测,贴在结构上的 70 mm 方形标记提供像素比例尺,并用单应变换校正畸变。由于桥下 GPS 不可靠,飞行以约 2 m 距离手动进行。现场共测量了 12 条裂缝,但未在现场进行真值核对。
thermal · 2014 · 引用次数 247
Light Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) for Cooperative Inspection of PV Plants
一次早期的光伏电站热成像加可见光巡检的现场试验,使用两架协同无人机:大型固定翼负责总览,小型电动多旋翼负责近距离观察。在意大利北部一座 200 kW、810 块组件的电站中,它发现了热斑、遮挡和电池片裂纹、一处玻璃破损以及蜗牛纹,并通过带 GPS 标签的图像定位故障组件。作者初步估计,对于 0.2-1 MW 的电站,系统成本低于年度维护成本的 5%。
navigation · 2013 · 引用次数 247
A UAV system for inspection of industrial facilities
开发一架用于巡检封闭工业空间的小型无人机,并在电厂锅炉内部自主飞行。在没有 GPS 的条件下,仅使用机载 MEMS IMU 和立体相机的轻量级视觉惯性导航系统提供状态估计,模型预测控制则实现了贴近锅炉壁的精确飞行。文章还提出了一种经过严格标定的一体化视觉惯性传感器,以激光跟踪仪为真值,其运动估计在整个飞行中漂移仅数厘米。
detection · 2019 · 引用次数 227
Wind Turbine Surface Damage Detection by Deep Learning Aided Drone Inspection Analysis
将深度学习应用于风力机叶片的无人机图像,以检测前缘侵蚀、涡流发生器面板(包括缺齿)和雷电接闪器。文章比较了采用多种骨干网络的 Faster R-CNN,多尺度金字塔增强配合分块显著提高了精度。模型在丹麦的风力机图像上训练,并公开了一台风力机的图像集。向人工分析员展示模型建议缩短了他们处理每张图像的时间。
review · 2015 · 引用次数 221
Vision and Control for UAVs: A Survey of General Methods and of Inexpensive Platforms for Infrastructure Inspection
综述可用于低成本无人机的视觉与控制方法(特征跟踪、光流、视觉伺服、稳像、规划),重点关注基础设施巡检。文章设定了两个铁路巡检用例,并在一架小型消费级无人机上测试了选定的技术:近距离的目标检测与靠近结构物的定位,以及利用钢轨消失点的远距离轨道跟随。
review · 2021 · 引用次数 210
UAV-Based Remote Sensing Applications for Bridge Condition Assessment
一篇按传感器组织的基于无人机的桥梁状态评估系统综述:可见光成像、红外热成像、LiDAR 及其他传感器。文章从约 700 条检索结果中筛选出 2000-2020 年的 65 篇论文进行分析,涵盖性能因素(设备、飞手、桥型、天气、法规)、航线规划、数据分析和成本。报告的成本差异很大,其中包括无人机巡检反而更贵的案例。挑战包括缺乏标准流程、风雨、电池限制以及桥面下方 GPS 信号丢失。
contact · 2019 · 引用次数 197
A Truly-Redundant Aerial Manipulator System With Application to Push-and-Slide Inspection in Industrial Plants
开发一种用于工业设施自主无损检测的空中机械臂,可在曲面上保持探头压紧的同时滑动。多向推力飞行器与轻量级 2 自由度机械臂相结合,配以在机械臂弹性下仍保持稳定的 PID 控制器,以及任务约束、控制感知的运动规划器。实验中,它用涡流探头持续接触扫描了一根金属管道,并检测和绘制出了一条焊缝。
navigation · 2014 · 引用次数 193
A Collision-resilient Flying Robot
提出一种在碰撞中存活而非回避碰撞的飞行机器人,从而在杂乱且无 GPS 的空间中无需复杂的感知避障或三维建图。带有推进和稳定装置的内框架置于保护笼内,通过自由旋转的三轴万向节连接,从而限制撞击时传递到框架的摩擦力矩。在碰撞模型和实验的指导下,GimBall 原型机在多次撞击障碍物的情况下完全自主地飞越了一片森林。
review · 2018 · 引用次数 191
Bridge inspection: human performance, unmanned aerial systems and automation
回顾美国桥梁巡检实践,以及无人和自动化方法如何满足当前和未来的需求。文章发现,无人机主要让巡检人员更快、更安全,并可在不封闭车道的情况下巡检。主要障碍是 FAA 规则、无 GPS 导航、飞手成本与可用性、部署和维护时间、数据后处理,以及业主对数据的接受程度。
thermal · 2021 · 引用次数 185
Drone-Based Non-Destructive Inspection of Industrial Sites: A Review and Case Studies
综述基于无人机的工业场所无损检测,以主动和被动热成像为核心,另涉及目视检查、使用吸附壁面无人机的超声探测、气体感测和辐射检测,并给出案例研究。案例涵盖热图像拼接、反射检测、视频稳像以及航空复合材料的主动热成像。文中指出的挑战包括振动、阳光和反射造成的误报、距离与分辨率之间的权衡、螺旋桨下洗气流扰动表面温度,以及载荷限制。
photogrammetry · 2021 · 引用次数 161
Quality Evaluation of Digital Twins Generated Based on UAV Photogrammetry and TLS: Bridge Case Study
比较由无人机摄影测量和地面激光扫描(TLS)构建的澳大利亚一座 1893 年历史木桁架桥的点云“数字孪生”。通过平面和圆柱拟合、点云间距离、剖面、点密度和比例误差评估质量。无人机点云在许多指标上达到了毫米级的一致性,但点密度约为 TLS 的一半,且存在厘米级的比例误差。
navigation · 2017 · 引用次数 159
Autonomous Navigation and Mapping for Inspection of Penstocks and Tunnels With MAVs
开发估计、控制、导航和建图方法,使搭载机载传感器的多旋翼能在没有 GPS 或外部相机的情况下自主巡检大坝压力钢管和隧道。压力钢管是黑暗、缺乏特征的广义圆柱体,仅靠测距传感器并不充分,相机在黑暗中也难以工作。融合 IMU、激光雷达和相机可得到 6 自由度位姿和速度;本文详述其中基于测距的部分,它仅假设广义圆柱模型并能容忍形状变化。该方法在田纳西州 Center Hill 大坝的压力钢管内得到验证。
thermal · 2018 · 引用次数 114
Thermal Infrared and Visual Inspection of Photovoltaic Installations by UAV Photogrammetry—Application Case: Morocco
一项利用小型无人机和摄影测量构建光伏组件可见光与热成像正射影像的案例研究,用于发现积灰、电池片裂纹和热斑。在摩洛哥的小型装机上,地面采样距离约 1 mm 和 2 mm 的影像中,1 mm 时裂纹清晰可见,2 mm 时则不太明显。机载 80x60 px 热成像相机对大多数数据集而言过于粗糙,而来自瑞士一座 5,012 块组件电站的数据得出的热斑与运营方的报告一致。
radar-lidar · 2018 · 引用次数 112
Automatic Clearance Anomaly Detection for Transmission Line Corridors Utilizing UAV-Borne LIDAR Data
从无人机 LiDAR 点云中自动提取导线和杆塔,并标记与树木或地面净距不足的位置。步骤包括地形滤波、杆塔检测与档距分割、基于高度直方图的导线点提取、聚类,以及对每根导线进行三维悬链线拟合。分段计算拟合悬链线到附近物体或地形的最小距离,低于安全阈值的位置被标记;在一条 220 kV 线路上检测到了树木侵入。
关于航拍方面的研究,参见为实践而读的航拍关键论文(航拍指南内)。
关于配送方面的论文,参见无人机配送的关键论文(物流指南)。